氟化鈰閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法及其制備的氟化鈰閃爍陶瓷的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種氟化鈰閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法及其制備的氟化鈰閃爍陶瓷，所述方法包括預壓工序：在規定壓力下對置于熱壓模具中的高純CeF3粉體進行預壓，所述高純CeF3粉體的純度為99%以上；升溫工序：卸去預壓壓力后，抽真空使真空度達到<5×10-3Pa，然后升溫至800～1000℃；以及熱壓燒結工序：保持800～1000℃下，加壓至100～300MPa，保持該溫度和壓力0.5～2.5h。
【專利說明】氟化鈰閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法及其制備的氟化鈰閃爍陶瓷
【技術領域】
[0001]本發明屬于透明陶瓷的制備【技術領域】，涉及一種氟化鈰閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法及其制備的氟化鈰閃爍陶瓷。
【背景技術】
[0002]閃爍材料能夠有效吸收高能射線(X射線，Y射線)或高能粒子并發出熒光脈沖。利用光接收器件如CCD成像板或光電倍增管與閃爍材料耦合，便可制成閃爍探測計數器。這樣即可間接的探測到高能射線或高能粒子。以閃爍材料為核心的探測和成像技術已經在高能物理、核醫學、安全檢查、工業無損探傷、空間物理及核探礦等方面得到了廣泛應用。
[0003]理想的閃爍材料應具備高發光強度、快響應、發光波長與接收器件匹配好、高密度、對射線吸收能力強、化學性質穩定以及抗輻照能力強等特點。而不同的應用領域對閃爍性能的側重也不同。高能物理作為當今物理科學的前沿陣地之一，其發展和突破不僅會大大加深人類對物質內部及深層結構的了解，而且對其他科學也會產生巨大的影響。因此，高能物理也一直是閃爍材料最為重要的應用領域。在高能物理的應用中，要維持探測器在大劑量輻照的環境下仍能保持高分辨率和穩定性，對閃爍材料的抗輻照能力提出很高的要
(C.L.Woody, J.A.Κ., P.ff.Levy, S.P.Stoll, Radiation damage in undoped and Bariumdoped Cerium Flouride.Transactions on Nuclear Science, 1994.41(4):p.675-680.)0
[0004]CeF3 晶體，1989 年由 Anderson(Anderson, D.F.，Properties of the high-desityscintillator cerium fluoride.1EEE Trans.Nucl.Sc1., 1989.36:p.137-140.), 和Derenzo、Moses (Moses,ff.ff., Derenzo, S.E., Cerium fluoride,a new fast, heavyscintillator, IEEE Tra·nsactions on Nuclear Science, 1989.36(1):p.173-176.)獨立發現具有優異的閃爍性能。而且，CeF3的綜合性能優異(參見下表1，其列出了高能物理中常用的材料的一些理化性能):如:發光波長在310nm和340nm與廉價的玻璃光電倍增管匹配好、衰減時間短，響應快；更重要的，它的抗輻照損傷能力強、光產額隨溫度的變化小，因此，由它制成的探測器壽命長、穩定性好。由于CeF3優異的綜合性能，被列為高能物理研究用電磁探測器的最佳候選材料之一。
[0005]表1:應用于高能物理領域的閃爍晶體的閃爍性能
【權利要求】
1.一種CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，包括: 預壓工序:在規定壓力下對置于熱壓模具中的高純CeF3粉體進行預壓，所述高純CeF3粉體的純度為99%以上； 升溫工序:卸去預壓壓力后，抽真空使真空度達到<5X10_3Pa，然后升溫至800~10000C ;以及 熱壓燒結工序:保持800~1000°C下，加壓至100~300MPa，保持該溫度和壓力0.5~2.5h。
2.根據權利要求1所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，在所述熱壓燒結工序中，以5~IOMPa / min的加壓速率加壓至100~300MPa。
3.根據權利要求1或2所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，在所述升溫工序中，以5~10°C / min的升溫速率升溫至800~1000°C。
4.根據權利要求1或2所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，在所述預壓工序中，在所述規定壓力下保壓30~60s,所述規定壓力為10~30MPa。
5.根據權利要求1或2所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，還包括，在所述預壓工序前對所述高純CeF3粉體進行球磨處理。
6.根據權利要求5所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，所述球磨處理采用以酒精為介質的濕球磨法，其中，球磨轉速為80~200rmp / min,且球磨時間為2 ~12h。
7.根據權利要求5所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，還包括，將球磨得到的漿料在60~80°C下干燥0.5~5h后進行過篩處理。
8.根據權利要求7所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，所述過篩處理采用200目篩。
9.根據權利要求1或2所述的CeF3閃爍陶瓷的熱壓燒結制備方法，其特征在于，所述熱壓模具為可耐受300MPa的合金模具。
10.一種根據權利要求1~9中任一項所述的熱壓燒結制備方法制備的CeF3閃爍陶瓷，其特征在于，所述CeF3閃爍陶瓷的透過率在可見光范圍達到10~22%。
【文檔編號】C04B35/622GK103570355SQ201210249353
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月18日 優先權日:2012年7月18日
【發明者】李偉, 寇華敏, 陳敏, 石云, 姜本學, 李江, 劉文斌, 潘裕柏, 馮錫琪, 郭景坤 申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所